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멀고도 어려운 단어 ‘화학’. 그러나 우리 일상의 모든 순간에는 화학이 크고 작은 마법을 부리고 있다. 이광렬 교수가 간단한 화학 상식으로 생활 속 문제를 해결하는 법, 안전·산업에 얽힌 화학 이야기를 들려준다.
거울 앞에서 윤기 나는 머리카락에 감탄해본 적 있는가. 아니면 빠지는 머리카락을 보며 울상을 짓거나, 정수리에서 냄새가 나지 않을까 걱정해본 적은? 이 모든 결과를 초래하는 것이 두피에 사는 '보이지 않는 세입자'라는 사실을 아는 사람은 많지 않을 테다.
두피는 머리카락 덕분에 늘 따뜻하고, 습도 또한 적당하게 유지된다. 피지가 계속 분비돼 미생물의 먹이도 풍부하다. 열대우림에 온갖 생물이 번성하듯이, 머리카락이라는 숲에서도 다양한 미생물이 영역 다툼을 벌이며 살아간다. 비듬과 정수리 냄새는 이들이 활동한 결과다. 최근에는 탈모와 두피 미생물의 관계를 밝히려는 연구가 활발하다. 좀 더 자세히 들여다보자.
아군도, 적군도 될 수 있는 두피 속 세균
두피에 사는 곰팡이 가운데 비중이 가장 큰 것은 말라세지아(Malassezia)다. 이 곰팡이는 지방 분해 효소 '리파아제'를 분비해 피지 속 중성지방을 지방산으로 쪼갠다. 그러고는 포화지방산만 쏙 빼먹고 나머지는 버린다. 이때 버려진 올레산 같은 불포화지방산이 두피를 자극해 염증을 일으킨다. 그러면 자극을 받은 우리 몸은 피부를 빨리 회복하려고 각질세포를 급격히 많이 만들어 밀어낸다. 이 각질이 뭉쳐 떨어지는 것이 바로 비듬이다. 비듬의 주범은 곰팡이인 셈이다
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두피에는 세균도 많이 산다. 여드름과 관련된 큐티박테리움 아크네스(Cutibacterium acnes)는 산소를 싫어해 모낭 깊숙한 곳에 머무는 세균이다. 그곳에서 피지를 분해해 프로피온산(propionic acid)을 만드는데, 이 물질이 두피를 약산성(pH 5.5 안팎)으로 유지해 외부 병균의 침입을 막는 화학적 방어막 구실을 한다. 하지만 피지가 과도하게 분비되거나 각질이 쌓여 모낭이 막히면 상황이 달라진다. 이 세균이 모낭 속에서 증식해 염증을 일으키는 것이다. 그 결과물이 모낭염이나 여드름이다. 적당히 있으면 아군이지만, 많아지면 적군으로 돌변하는 셈이다. 피부 표면에 사는 포도상구균도 마찬가지다. 표피포도상구균은 피부 장벽을 지켜주지만, 황색포도상구균이 득세하면 고름이 잡히고 진물이 나는 심한 피부염으로 이어질 수 있다.
두피에는 좀 더 징그러운 세입자도 있다. 바로 모낭충이다. 모낭충은 0.3㎜ 안팎의 아주 작은 진드기로, 피지와 죽은 세포를 먹고산다. 평소에는 모공 청소부 역할을 하면서 조용히 지내지만, 면역력이 떨어지거나 피지가 과다 분비되면 개체 수가 급격히 증가해 염증을 유발한다.
강알칼리성 비누 사용하면 역효과
이처럼 두피에 문제가 생겼을 때 쓸 수 있는 좋은 무기가 바로 비듬 전용 샴푸다. 곰팡이 세포막에는 사람 세포에는 없는 에르고스테롤이라는 분자가 있다. 에르고스테롤이 만들어지지 못하게 막으면 곰팡이가 더는 증식하지 못한다.
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아졸계 항진균제인 케토코나졸(ketoconazole)이 이런 원리로 작용하는데, 이 성분이 포함된 샴푸가 판매되고 있다. 또 곰팡이는 세포 안에서 에너지를 만들지 못해도 죽는다. 비듬 샴푸에 흔히 들어가는 징크 피리치온(zinc pyrithione)이 곰팡이의 대사를 방해해 이런 효과를 낸다. 여드름 치료에 쓰는 베타하이드록시산(BHA)의 일종인 살리실산도 있다. 살리실산은 각질을 빨리 떨어져 나가게 해 비듬 제거에 효과적이다.
세균과 곰팡이가 피지를 먹고 번성하면 다양한 부산물이 생긴다. 우리가 '정수리 냄새'라고 부르는 것은 이 부산물과 산화된 피지에서 나는 냄새다. 정기적으로 머리를 감아 피지를 적당히 없애면 세균과 곰팡이의 먹이가 줄어 두피 건강에 도움이 된다. 다만 알칼리성이 강한 비누로 머리를 감으면 두피의 약산성 보호막이 깨져 오히려 문제가 심해질 수 있다. 또 머리를 감은 뒤에는 두피까지 잘 말려야 미생물이 좋아하는 습한 환경이 오래가지 않는다.
당신의 두피는 조용한 평화의 땅이 아니다. 곰팡이와 세균, 모낭충이 피지라는 먹이를 차지하려고 화학물질을 쏘아대며 땅따먹기를 벌이는 전쟁터다. 샴푸는 과학자들이 고심 끝에 만들어낸 문명의 이기다. 잘 감고 잘 말려 내 두피 생태계의 평화를 지키자.
이광렬 교수는… KAIST 화학과 학사, 일리노이 주립대 화학과 박사학위를 취득하고 2003년부터 고려대 화학과 교수로 재직 중이다. 대표 저서로 '게으른 자를 위한 수상한 화학책' '초등일타과학' '사춘기는 처음이라' 등이 있다.
이광렬 고려대 화학과 교수
급격히 많이 만들
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